10KV科勒（KOHLER）高压柴油发电机组

现代数据中心建设发展越来越快，跟国外相比，我们还需要建设更多新的大型的数据中心，科勒高压柴油发电机组作为现代数据中心的主要动力，因此为应对市电断电后的备用电源的10kv高压发电机组的建设和运维又愈加显得非常重要：在符合实际需求和后期运维实践的基础上选择满足自己应用需求的科勒发电机代理商来运维管理。

数据中心10kv配电站的设计必须依据电力系统的系统接地来设计高压配电装置系统的一次及二次线。根据现行国家标准设计规范的要求，采用中性点经消弧线圈接地方式，其馈出线路装设过电流保护即可；当采用中性点经低电阻接地系统时，除馈出线路装设过电流保护，其进线和馈出回路还需设置零序电流保护。鉴于系统接地的不同，其设计要求也不同。高压柴油发电系统作为正常电源的公用电网的备用系统，数据中心10kv配电站系统设计应综合考虑正常电源的公用电网与备用电源的10kv科勒发电机系统在继电保护方面的共用问题。

正常电源失电，改由科勒高压柴油发电机组来供电后，高压柴油发电系统的中性点接地方式就是供电系统的接地方式。

若10kv科勒发电机系统的中性点接地方式与公用电网的系统接地做法一致，则继电保护系统不需要改变，方便了正常电源与备用电源系统的转换。例如同为中性点经低电阻接地方式；或正常电源为经消弧线圈接地方式与备用电源系统同为非有效接地系统时。

数据中心科勒高压柴油发电系统宜依据系统的单相接地故障电容电流确定其电源中性点接地方式。

电网中的单相接地电容电流由电力线路和电力设备（同步发电机、大容量同步电动机及变压器等）两部分的电容电流组成，但是电力设备的电容电流比线路的电容电流小得多，故一般工程设计中忽略不计。

《工业与民用配电设计手册第三版》提供了电缆线路的单相接地电容电流的估算公式为ic=0.1url。式中，ur为线路额定线电压，kv；l为线路长度，km；ic为接地电容电流。架空线路的单相接地电容电流的估算公式ic=url/350。10kv变电站增加的接地电容电流值16%，可以估算出单相接地电容电流。由《工业与民用配电设计手册第三版》可以查得10kv电缆线路的以下各截面积电缆每千米接地电容电流的平均值，例如：70 mm2是0.09 a/km，95 mm2是1.0a/km，120 mm2是1.1 a/km，150 mm2是1.3 a/km，185 mm2是1.4 a/km。

10kv科勒（kohler）高压柴油发电机组，是美国科勒的原厂整机，属于kd系列，多用于数据中心和超算中心。

1．10kv高压发电机组的应用优势

根据现代通信行业数据中心动力电源的使用特点及功率需求，高、低压变配电机房及发电机房以高、低压变配电机房及发电机房分区建设为原则，综合考虑节能、节地、合理等各方面因素，优化高、低压变配电机房及发电机房的建设方案及布局，靠近负荷中心，就近供电。高压发电机组具有布局统一、线路损耗低、电缆截面小、电缆投资少、启动迅速、带载能力强、瞬态性能好、安全可靠、操作简单、自动化程度高、易维护保养、环保、服务有保 障等特点；鉴于 10kv高压发电机组的诸多优势，使得现代的大型数据中心园区大都采用10kv科勒发电机作为市电断电后能继续维持数据中心设备及业务稳定运行的可靠电源。

2．科勒高压柴油发电机组的运行

日常巡检（油机进线柜、出线柜开关位置，油路系统的自动泵油功能、液位、油机油水分离器含水情况、机油液位、冷却液颜色、设备异响、进气排风系统、 噪音、冬季低温环境下的水套加热系统）。

2.1 发电机组、市电转换

当市电电源均发生断电时，高压发电机组并机控制系统在接收市电停电信号后，经时间延迟确认后，启动柴油发电机组为通信及其它保证负荷进行供电，当并联机组启动运行时，首先达到稳定的发电机组将通过发电机组断路器连接到母线。在市电停电，柴油发电机组尚未启动加载期间，由各通信电源供电系统配套的蓄电池组放电来保证通信设备所需的交流不间断电源及直流供电电源；当主用市电停电后，备用电源自动投入运行，当主用市电恢复后， 系统自动切除备用电源，恢复由主用市电供电。

2.2 发电机组监控系统

为应对大型数据中心的规模化建设、相关配套设施的大规模安装，油机系统的运维应急演练、日常巡检月度、季度、年度维护的工作量将会是一项费时耗力的工程，在满足油机能正常运维不受影响的前提下、减少人工维护工作量、增加运行安全，油机智能监控系统在这些运维工作中的重要性愈发明显；油机监控系统不仅要满足在油机运行时的油温、油压、频率、输出功率、输出三相电压、输出三相电流等基本运行参数，更要满足日用油箱、储油罐内油量、进出风口开/关状态情况等实时状态量也纳入动环监控平台，建设方可以根据满足自己的运维需求进行细化；也可以与科勒发电机代理商、动环监控系统施工及设计方一道就如何实现无人或少人值守、进一步完善监控平台系统进行油机系统设计深化以满足实际需求。

科勒高压柴油发电机组因电压10kv，比一般油机电压要高很多，一旦出现事故，后果将十分严重，所以必须要先了解并熟悉高压电机组的一般安全注意事项，严格按照高压柴油发电机组操作流程进行操作；这里就要求高压机组操作人员具有《高压操作上岗证》等相关高压操作资质，并具有一定的柴油发电机组及电气专yè基础知识。

2.3 开机前检查

开机前请检查蓄电池电解液是否足够，电池夹头是否松动；检查高压电缆外观是否正常， 每相电缆之间的安全距离是否足够，一般间距为 12.5㎝；检查防冻液、润滑油及柴油是否 有渗漏，直到满足开机条件；检查水箱风扇及皮带是否正常；如果是新油机调试，还需注意在开机前必须做高压电缆耐压试验，并且试验合格后，方可接入高压电缆；在高压开关通电前，必须先做高压开关耐压试验以及综保设定保护试验；全部试验合格后方可通电。

2.4 运行检查

油机正常运行后，需要检查润滑油、防冻液及柴油是否有渗漏，检查油机各项参数是否在合理范围内，注意各高压开关合、分闸是否正常、观察高压开关电参数，与控制器参数对比；如果是并机运行，注意观察机组是否顺利并机运行，并机后，各项参数变化情况；机组运行时发动机机体温度较高，请勿靠近机体；高压开关合、分闸，要填写操作票，并进行唱 票。

2.5 停机检查

机组停机后，因为机体温度比较高，所以要注意人身安全，不要靠近机组，尤其是排气管；如发现需要补充防冻液，不能立即打开水箱盖加水，因为此时防冻液温度较高，会溅射 在人身上，造成伤害。

3．日常维护与检修

对高压电缆或者高压开关进行检修时，不能带电作业，高压电缆在作业前必须进行完全放电，安全确认以后方可进行，可用接地棒进行放电，然后用验电棒测试是否带电；如果高压开关配备有接地刀开关，那么可以在高压开关让接地刀合闸，这样放电更方便；在检修前，一定要填写检修作业票，按要求写明工作内容等检修时，必须断开线路上一切可能带电的开关，防止误送电；检修完成后，如更换高压电缆，必须先做耐压试验，方可送电；交流发电机不需进行定期保养，但内外部应定期清洁，并建议作定期检查。

3.1 定期清洁

交流发电机的定期清洁，清洁的频率则要视机器所在的环境而定，清洁可按下列步骤进行。将所有电源断开，把外表的尘、油污、油积、水及任何液体擦干，通风网也要清洁干净，因为这些东西进入线圈，会使线圈过热或破坏绝缘，尘和污物zuì好用吸尘器吸掉，不要用吹气或高压喷水来清洁。

3.2 绝缘测试

断开所有控制线路及自动稳压器，用一个 500v的摇表或相似的其它仪器测量线圈与大 地的电阻。方法：拆开在中点和地之间的导线，测量终端至地的阻抗。机器到地的绝缘阻抗 应超过5mΩ，但大于 1mΩ ，就应该对线圈进行烘干。用干燥热气烘干，可用热吹风枪把热气吹向电球线圈，也可用相似的其他方法，把干燥热气吹向电球线圈。用一个三相调压器， 将三相调压器与发电机定子线圈相连，将电压调至 24㎝，烘干 2 至 3 小时，按上述测试方 法测量绝缘阻抗（经烘于后绝缘阻抗应大于 5mΩ 若低于 5mΩ ，应重新烘于，若烘干后低 于1mΩ ，说明绝缘已损坏，需要修理后才能使用；）。

3.3 日常维护开机时间

严格按照柴油发电机组操作及维护保养规范进行操作维护保养，定期开机 10~15分钟空 载试验； 严格按照高压操作使用规范进行操作，操作人员有相应的高压操作资质。

3.4 油机并机

并机开关柜机房有相应的高压保护措施，必须严格按照操作程序进行操作；为保证开关柜和手车正确操作的程序性，开关柜设置有可靠的机械、电气联锁机构，符合“五防”功能 的要求；仪表室门上装有提示性的按钮或者 kk型转换开关，以防止误合、误分断路器。 断 路器手车在试验或工作位置时才能进行分合操作，而且在断路器合闸后，手车无法移动，防止了带负荷误推拉断路器。仅当接地开关处于分闸位置时，断路器手车才能从试验/断开位置移至工作位置，仅当断路器手车处于试验/断开位置时，接地开关才能进行合闸操作。这样实现了防止带电误合接地开关及防止了接地开关处于闭合位置时关合断路器；接地开关处于分闸位置时，下门及后门都无法打开，防止了误入带电间隔，断路器手车确实在试验或工作位置时，而没有控制电压时，仅能手动分闸，不能合闸。

3.5 油机并机模式

ats 监控市电状态，单机房油机机组控制模式均为 auto自动模式，机组自启动命令为 干接点信号（无源）；当全部市电出现故障，所有机组均接收到启动信号，所有机组全部启动，任何一台机组参数稳定后立即合闸，其余机组均无序进行并机，所有机组并机完成后， 油机出线柜延时后自动合闸，将电源送至 ats切换柜，每台机组平均分配负荷。 当任何一 路市电恢复供电，负载 ats 直接切换回市电，同时发出停机信号至柴油发电机组，每台油机解列（开关分闸），经延时冷却后自动停机，油机出线柜自动分闸，观察三次自启动失败信号、过欠电压保护、短路保护、过载保护、欠频信号、高水温信号、低油位信号、低油压信 号、超速信号、低水位信号、紧急停机信号等。

4．智能高压假负载在油机维护中的应用

现代数据中心供电系统能够实现不停电连续运行的zuì基本的条件是必须具备备用能源，数据中心领域需要应急、后备发电机组的支持和保障，对于不间断供电有着极高的要求，一旦主电源出现问题，而应急、后备发电机组因为缺乏维护而不能启动、输出功率不足，则可 能导致关键数据丢失等严重事故。

高压智能交流负载柜可为应急电源、后备机组提供性能测试和定期维护，机组长期不使用或者低功率欠载运行。很快会造成积碳，严重时会发生机组爆燃事故，严重影响机组寿 命。为预防欠载，需要定期让科勒高压柴油发电机组处于一定带负荷状态运行，保持健康。高压智能交流负载柜目前已成为云计算数据中心、银行、税务中心等各类不能中断电力供应场所的重要配套设备。可有效避免全局停电事故，保障大数据安全，对相关领域配套产品的改进实施等起着重 要推动作用。